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专题23 物质的检验、分离和提纯——备战2022年高考化学之突破教材实验热点
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专题23 物质的检验、分离和提纯
一、物质的分离与提纯
1.物质的分离与提纯的区别和联系
(1)二者的目的不同,但所遵循的原则与实验操作却非常相似。物质的分离是将混合物中的各组分分别分离出来,要保持各组分的化学组成和物理状态;物质的提纯是净化混合物中的主体物质,不必考虑提纯后杂质的化学组成和物理状态。
(2)二者都是依据混合物中各物质不同的物理性质和化学性质来设计方案,即原理相同。提纯过程包含分离过程,只是杂质部分通常舍弃。
2.分离与提纯遵循的原则
(1)“四原则”
一是不增加新的杂质;二是不减少被提纯物质;三是被提纯物质与杂质易分离;四是被提纯物质易复原。
(2)“三必须”
一是除杂试剂必须过量;二是过量试剂必须除尽;三是除杂途径必须最佳。
3.物质的分离与提纯的基本方法
(1)物理方法
方法、装置
适用范围
操作要点
过滤法
固(不溶)-液分离,如除去粗盐中的泥沙
①滤纸用水润湿后紧贴漏斗壁,滤纸边缘低于漏斗口上沿;玻璃棒靠在三层滤纸处;过滤时加入漏斗的溶液液面低于滤纸边缘,即“一贴二低三靠”;
②过滤时,烧杯嘴与玻璃棒接触,漏斗嘴紧靠烧杯内壁;
③洗涤时,蒸馏水面高于沉淀,通常浸洗三次
蒸发结晶法
利用物质在同一溶剂中溶解度不同,进行固-固(均溶)分离
①蒸发皿可直接加热,固定在铁架台的铁环上;
②加热时用玻璃棒不断搅动,防止液体溅出,蒸发皿出现较多固体时停止加热,利用余热将溶液蒸干
蒸馏法
分离沸点不同的液体混合物,如从石油中分离出各馏分
①蒸馏烧瓶加热要垫石棉网,温度计水银球放在烧瓶支管口附近;
②冷凝管横放时应“头高尾低”,保证冷凝液自然流下,冷却水流向与蒸气相反;
③蒸馏烧瓶中要放入沸石或碎瓷片以防暴沸
萃取分液法
将两种互不相溶的液体分开
①将溶液注入分液漏斗中,溶液总量不超过其容积的,两手握住分液漏斗倒转并反复用力振荡;
②把分液漏斗放在铁架台的铁圈中静置、分层;
③打开上口塞子,旋开下部的活塞,使下层液体流出
洗气法
气-气分离法(杂质气体在试剂中溶解或与试剂反应)
将混合气体通入洗气瓶,导气管“长”进“短”出
渗析法
用半透膜使离子或小分子从胶体中分离出来,如用渗析的方法除去淀粉胶体中的NaCl溶液
将要提纯的胶体装入半透膜中,将半透膜袋系好,浸入蒸馏水中,渗析的时间要充分
升华法
分离易升华与不易升华的物质
应与物质的分解变化区分
盐析法
将胶体从混合物中分离出来
①注意无机盐的选择;
②少量盐(如NaCl、Na2SO4等)能促进蛋白质的溶解,重金属盐使蛋白质变性;
③盐析后过滤;
④盐析是物理变化
(2)化学方法
方法
适用条件
加热法
混合物中有热稳定性差的物质时,可直接加热,使热稳定性差的物质分解,如纯碱中混有小苏打
沉淀法
在混合物中加入某种试剂,使其中一种以沉淀的形式分离出去
转化法
不能通过一次反应达到分离的目的时,要先转化为其他物质分离,然后将转化后的物质恢复为原物质
酸碱法
被提纯物质不与酸碱反应,而杂质可与酸碱发生反应,如用NaOH溶液除去铁粉中的铝粉
氧化还原法
①对混合物中混有的还原性杂质,可加入适当的氧化剂将其氧化为被提纯物质
②对混合物中混有的氧化性杂质,可加入适当的还原剂将其还原为被提纯物质
调节pH法
通过加入试剂来调节溶液的pH,使溶液中杂质成分转化为沉淀而分离
电解法
利用电解原理来分离、提纯物质,如电解精炼铜
吸收法
常用于气体的净化和干燥,可根据被提纯气体中所含杂质气体的性质,选择适当的固体或溶液作吸收剂。常用装置是洗气瓶或干燥管(U形管)
4.依据物质的物理性质选择恰当分离(提纯)方法
(1)“固+固”混合物的分离(提纯)
(2)“固+液”混合物的分离(提纯)
(3)“液+液”混合物的分离(提纯)
5.有机物分离提纯的常用方法
(1)分离和提纯有机物的一般原则
根据混合物中各成分的化学性质和物理性质的差异,通过化学或物理方法处理,以达到分离和提纯的目的。
(2)有机物分离和提纯的常用方法
常用方法
目的
主要仪器
实例
分液
分离、提纯互不相溶的液体混合物
分液漏斗
分离硝基苯与水
蒸馏
分离、提纯沸点相差较大的混合溶液
蒸馏烧瓶、冷凝管、接收器
分离乙醛与乙醇
洗气
分离、提纯气体混合物
洗气装置
除去甲烷中的乙烯
过滤
分离不溶性的固体和液体混合物
过滤器
分离硬脂酸与NaCl
渗析
除去胶体中的小分子、离子
半透膜、烧杯
除去淀粉中的NaCl、葡萄糖
二、物质的检验与鉴别
1.物质的检验
根据被检验物质的性质(主要是化学性质,也可以是特殊的物理性质)使被检验物质与加入的试剂产生作用,转变为某种已知物质,或产生某种特殊现象,从而确定被检验物质的成分。
2.物质检验的一般程序与思路
(1)固态物质的检验
(2)无色溶液的检验
(3)气态物质的检验
由于气态物质贮存困难,使用时易扩散,故检验时要尽可能利用其物理性质;若利用化学性质,则尽可能多用试纸。一般按下列顺序进行检验:
3.鉴别的常用方法
鉴别方法
适用范围、原理
物理方法
观察法
观察被鉴别物质的状态、颜色等
嗅试法
判断气体或有挥发性物质的不同气味(有毒气体禁用)
水溶法
观察被鉴别物质在水中的溶解情况
加热法
主要用于易升华的物质
焰色反应法
常用于鉴别金属或金属离子
化学方法
加热法
常用于易分解的物质
显色法
主要用于某些在特定试剂中显示特殊颜色的离子
水溶法
常用于加水后有特殊现象的物质
点燃法
主要用于鉴别有助燃性或可燃性的物质
指定试剂法
主要根据待鉴别物质性质的差异来选择合适试剂
4.有机物鉴别与检验
有机物的种类繁多,含有不同的官能团,具有不同的化学性质,这决定了有机物鉴别的复杂性。对有机物的鉴别可以从以下几个方面进行总结。
(1)根据有机物的溶解性
通常是将有机物加入水中,观察其能否溶于水。用此方法可以鉴别乙酸和乙酸乙酯、乙醇和氯乙烷、甘油和油脂等。
(2)根据液态有机物的密度
观察不溶于水的有机物在水的上层还是下层,从而判断其密度比水的小还是大。用此方法可以鉴别硝基苯和苯、1-氯丁烷和四氯化碳等。
(3)根据有机物的燃烧情况
观察其是否可燃(大部分有机物都可燃,四氯化碳不可燃);燃烧时产生黑烟的多少(可区分乙烷、乙烯和乙炔,聚乙烯和聚苯乙烯等);燃烧时的气味(如识别聚氯乙烯、蛋白质等)。
(4)根据有机物官能团的性质
有机物分子中的官能团决定有机物的性质,有机物的性质反映了其分子中含有的官能团。检验有机物分子中官能团的常用试剂与方法如表所示:
物 质
试剂与方法
现象
不饱和烃
加入溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液
溶液褪色
苯的同系物
加入酸性KMnO4溶液
溶液褪色
卤代烃
与NaOH水溶液混合加热,取水层,用稀硝酸酸化后,加入AgNO3溶液
有沉淀生成,根据沉淀的颜色,确定卤素的种类
醇
加入活泼金属钠;加入乙酸和浓硫酸加热
有气体放出;有果香味物质生成
醛基
加入银氨溶液、水浴加热;加入新制的Cu(OH)2、加热煮沸
有银镜生成;有红色沉淀生成
羧酸
加入紫色石蕊溶液;加入Na2CO3溶液
溶液显红色;有气体产生
酯
闻气味;与NaOH溶液混合、加热
果香味;油层消失
酚类
加入FeCl3溶液;加入溴水
溶液显紫色;产生白色沉淀
淀粉
加入碘水
溶液显蓝色
蛋白质
加入浓硝酸微热(对于含苯基的蛋白质);灼烧
显黄色;有烧焦羽毛的气味
5.阳离子的检验
(1)阳离子检验思路
根据题目要求,若是检验阳离子则选择最为灵敏的试剂和方法,若是离子检验和推断相结合的题目,则可能会涉及多种检验方法。
(2)注意一些金属离子(Cu2+、Fe2+、Fe3+)在水溶液中的颜色。
(3)注意一些离子之间的相互干扰以及排除干扰因素的方法,如Fe2+的检验需首先加入KSCN溶液排除Fe3+的干扰等。
(4)常见阳离子的检验
离子
检验试剂
主要实验现象
Ba2+
稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液
先加稀盐酸,不产生沉淀,然后加稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液生成白色沉淀
Mg2+
NaOH溶液
生成白色沉淀,NaOH过量时沉淀不溶解
Al3+
NaOH溶液或氨水
加氨水或适量NaOH溶液,有絮状白色沉淀生成,沉淀能溶于NaOH溶液,但不溶于氨水
Fe3+
(黄色)
NaOH溶液
生成红褐色沉淀
KSCN溶液
溶液呈红色
Fe2+
(浅绿色)
NaOH溶液
加NaOH溶液生成白色沉淀,在空气中迅速变为灰绿色,最后变为红褐色
KSCN溶液,新制氯水
加KSCN溶液,无明显现象,加新制氯水后溶液呈红色
H+
紫色石蕊溶液
变红色
甲基橙溶液
变红色
pH试纸
变红色
锌粒
生成无色气体
Cu2+
(蓝色)
NaOH溶液
加NaOH溶液,有蓝色沉淀生成,若加热则沉淀变黑
H2S(或Na2S溶液)
生成黑色沉淀
Ag+
稀盐酸或氯化物溶液,稀硝酸
生成白色沉淀,不溶于稀硝酸
NaOH溶液
加NaOH溶液,加热并用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,试纸变蓝
Na+
焰色反应
火焰呈黄色
K+
火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃片)
6.常见阴离子的检验
离子
检验试剂或方法
实验现象
OH‒
①取少量试液于试管中,向其中滴加紫色石蕊溶液(或酚酞试液);
②用玻璃棒蘸取少量试液滴于红色石蕊试纸上
①紫色石蕊溶液变蓝(或酚酞试液变红);
②红色石蕊试纸变蓝
Cl‒
取少量试液于试管中,向其中滴加少量AgNO3溶液,再加入稀硝酸
生成白色沉淀,且不溶于稀硝酸
Br‒
取少量试液于试管中,向其中滴加少量AgNO3溶液,再加入稀硝酸
生成浅黄色沉淀,且不溶于稀硝酸
I‒
①取少量试液于试管中,向其中滴加少量AgNO3溶液,再加入稀硝酸;
②滴入淀粉溶液后再滴入氯水
①生成黄色沉淀,且不溶于稀硝酸;
②溶液显蓝色
氯化钡溶液、稀硝酸
生成白色沉淀,加稀硝酸后白色沉淀溶解,产生无色无味气体
氯化钡溶液、稀盐酸
不生成沉淀,加稀盐酸,产生无色无味气体
氯化钡溶液、盐酸、品红溶液
先生成白色沉淀,加盐酸后白色沉淀溶解,将生成的气体通入品红溶液中,溶液褪色
取少量试液于试管中,向其中加入足量稀盐酸后,再加入BaCl2溶液
加入盐酸不产生沉淀,加入BaCl2溶液后生成白色沉淀
加热浓缩溶液,加入浓硫酸和铜片
有红棕色的气体产生,溶液变蓝色
S2‒
①稀硫酸或盐酸;
②Pb(NO3)2溶液、稀硝酸
①生成无色有臭鸡蛋气味的气体;
②生成黑色沉淀,且不溶于稀硝酸
7.常见气体的检验
待检物
检验方法
注意事项
O2
使带火星的木条复燃
H2
纯净的H2在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,混入空气后点燃有爆鸣声
CH4、CO等在空气中燃烧也发出淡蓝色火焰,且产物能使澄清石灰水变浑浊
SO2
无色,有刺激性气味;能使品红溶液褪色,
加热后恢复红色;能使酸性KMnO4溶液褪色;能使溴水褪色;能使澄清石灰水变浑浊
CO2也能使澄清石灰水变浑浊,应注意区别;SO2的漂白原理与新制氯水的漂白原理不同
CO2
能使澄清石灰水变浑浊,能使燃着的木条熄灭
SO2也能使澄清石灰水变浑浊,N2也能使燃着的木条熄灭,应注意区别
NO
无色气体,接触空气时立即变为红棕色
Cl2
黄绿色,有刺激性气味,能使湿润的淀粉-碘化钾试纸变蓝
Cl2有毒,注意闻气味的方法
NO2
红棕色,有刺激性气味,通入水中生成无色溶液并产生无色气体,水溶液显酸性
NO2的颜色与溴蒸气相近,NO2溶于AgNO3溶液无沉淀生成,而溴蒸气溶于AgNO3溶液有淡黄色沉淀生成
HCl
无色,有刺激性气味,在潮湿的空气中形成白雾;用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟;通入AgNO3溶液时有白色沉淀生成
HCl极易溶于水,做相关实验时应防倒吸
NH3
无色,有刺激性气味,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时冒白烟
NH3极易溶于水,做相关实验时应防倒吸
(1)气体验满和检验操作
①氧气验满:将带火星的木条平放在集气瓶口,若木条复燃,则说明收集的氧气已满。
②可燃性气体(如氢气)的验纯方法:用排水法收集一小试管的气体,将大拇指摁住管口移近火焰,放开手指,若听到尖锐的爆鸣声,则气体不纯;若听到轻微的“噗”的一声,则气体纯净。
③二氧化碳验满:将燃着的木条平放在集气瓶口,若火焰熄灭,则气体已满。
④氨气验满:用湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口,若试纸变蓝说明气体已满。
⑤氯气验满:用湿润的淀粉碘化钾试纸放在集气瓶口,若试纸变蓝说明气体已满。
(2)萃取分液操作
关闭分液漏斗活塞,将混合液倒入分液漏斗中,塞上塞子,用右手心顶住塞子,左手握住活塞部分,将分液漏斗倒置,充分振荡、静置、分层,在漏斗下面放一个小烧杯,先打开上口塞子再打开分液漏斗活塞,使下层液体从下口沿烧杯壁流下,上层液体从上口倒出。
(3)从某物质稀溶液中结晶的实验操作
①溶解度受温度影响较小的:蒸发→结晶→过滤。
②溶解度受温度影响较大或带结晶水的:蒸发浓缩→冷却结晶→过滤。
(4)粗盐的提纯
①实验室提纯粗盐的实验操作依次为取样、溶解、沉淀、过滤、蒸发结晶、过滤、烘干。
②若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度分析,可能的原因是过滤时漏斗中液面高出滤纸边缘、玻璃棒靠在单层滤纸一边弄破滤纸。
如图所示的装置可用于收集气体并验证气体的某些化学性质,你认为正确的是
选项
气体
试剂
现象
结论
A
NH3
酚酞溶液
溶液变红色
NH3·H2O显碱性
B
X
澄清石灰水
溶液变浑浊
X是CO2
C
SO2
碘的淀粉溶液
溶液蓝色褪去
SO2有还原性
D
Cl2
紫色石蕊试液
溶液先变红后褪色
Cl2有酸性和漂白性
【答案】C
【解析】A项,NH3的密度小于空气的,应用向下排空气法收集,错误;B项,该气体X可以是CO2或SO2,错误;C项,SO2与碘发生氧化还原反应:SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI,说明SO2有还原性,正确;D项,Cl2与水反应的产物具有漂白性和酸性,错误。
【备注】“万能瓶”装置的多种用途
如图所示,
①洗气瓶:A进B出,如用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl。②集气瓶:排液法收集,广口瓶中盛满液体,B进A出,如Cl2可用排饱和食盐水法收集;排气法收集,若A进B出,可收集密度比空气大的气体,如CO2,若B进A出,可收集密度比空气小的气体,如H2。③安全瓶:在气体的制备与性质验证实验中连接该装置(瓶中不盛放任何物质),可有效地防止倒吸,起到安全瓶的作用(此时广口瓶中A管的长度与B管的相同)。④量气瓶:广口瓶中装满水或其他液体,利用气排液的原理,测量不溶于水或其他液体的气体体积,气体B进A出。
1.下列实验中,采取的方法正确的是
选项
实验目的
实验方法
A
除去Fe(OH)3胶体中的NaCl
渗析
B
除去NaHCO3固体中的Na2CO3
将固体加热至恒重
C
除去HNO3中混有的H2SO4
加入适量的BaCl2溶液,过滤
D
除去CO2中的SO2
通过盛有饱和Na2CO3溶液的洗气瓶
2.除去下列物质中的杂质(括号内是杂质),所用的方法正确的是( )
选项
物质(杂质)
方法
A
加热
B
通过溶液
C
溶液
加入粉
D
通入、高温加热
3.下列除去杂质的方法(括号里为少量杂质)中,所用试剂或操作不正确的是( )
A.BaSO4 (BaCO3):加入足量盐酸,充分反应,过滤、洗涤、干燥
B.Fe2O3 (Al2O3):加入足量NaOH溶液,充分反应,过滤、洗涤、干燥
C.CO2 (HCl):将气体通过盛有饱和Na2CO3溶液的洗气瓶
D.CaO(CaCO3):高温煅烧至恒重
4.下列除去杂质的方法不正确的是
A.镁粉中混有少量铝粉:加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥
B.用过量氨水除去Fe3+溶液中的少量Al3+
C.除去Na2CO3固体中少量NaHCO3置于坩埚中加热
D.FeCl2溶液中混有少量FeCl3:加入足量铁粉充分反应后过滤
5.下列试剂中混有的杂质,其除杂试剂和分离操作都正确的是( )
编号
主要成分
杂质
除杂试剂
分离操作
A
铜粉
铁粉
FeCl3溶液
过滤
B
SO2
HCl
饱和NaHCO3
洗气
C
Na2SO4
Na2SO3
双氧水
结晶
D
NaBr
NaI
氯水
分液
6.除去下列物质中的杂质(括号内为杂质),所选用试剂及操作方法不正确的是( )
选项
待提纯的物质
选用的试剂
操作方法
A
Fe(OH)3[Fe(OH)2]
氧气
在空气中灼烧
B
NaCl(Na2CO3)
稀盐酸
加入过量的稀盐酸,蒸发结晶
C
铁粉(铝粉)
NaOH溶液
加入过量NaOH溶液并过滤、洗涤、干燥
D
FeCl2溶液(FeCl3)
铁粉
加入过量铁粉后过滤
7.下列除杂过程中,所选用的试剂和操作方法正确的是( )
选项
物质
杂质(少量)
试剂和操作方法
A
硫酸亚铁溶液
硫酸铁
加入过量的铁粉后过滤
B
氯化钾固体
氯酸钾
加入二氧化锰并加热
C
氯化氢
二氧化碳
通过饱和NaHCO3溶液
D
硝酸钠溶液
硝酸钡溶液
加入适量的硫酸钾溶液后过滤
8.用下列实验装置(部分夹持装置略去)进行相应的实验,能达到实验目的的是( )
A.用装置甲检验氯化铵受热分解生成的两种气体
B.用装置乙加热熔融的纯碱固体
C.用装置丙提纯胶体
D.用装置丁可分离苯(沸点80.1℃)和溴苯(沸点156.2℃)
9.下列除杂试剂的选择及除杂操作均正确的是( )
选项
括号内为杂质
除杂试剂
除杂操作
A
Al(Fe)粉
NaOH溶液
加入过量的NaOH溶液,充分反应后过滤
B
CO2(CO)
O2
点燃
C
FeCl3溶液(FeCl2)
Fe粉
加入过量,充分反应后过滤
D
NaHCO3溶液(Na2CO3)
CO2
通入过量的CO2
10.除去下列物质中的杂质(括号内为杂质),所选用试剂及操作方法不正确的是
选项
待提纯的物质
选用的试剂
操作方法
A
Fe(OH)3[Fe(OH)2]
氧气
在空气中灼烧
B
NaCl(Na2CO3)
稀盐酸
加入过量的稀盐酸,蒸发结晶
C
铁粉(铝粉)
NaOH溶液
加入过量NaOH溶液并过滤
D
FeSO4溶液(CuSO4)
铁粉
加入过量铁粉后过滤
11.利用图中实验装置进行的相应实验,能达到实验目的的是( )
A.利用图1装置可从胆矾晶体中获得无水硫酸铜
B.利用图2装置可分离石油,得到汽油、煤油和柴油等各种馏分
C.利用图3装置可分离CH3CH2OH和CH3COOC2H5混合液
D.利用图4装置可进行酸碱中和滴定
12.下列除杂试剂的选择或除杂操作不正确的是( )
选项
物质
除杂试剂
除杂操作
A
Cu(Fe)固体
盐酸
加入过量盐酸并过滤
B
Na2CO3 (NaHCO3)溶液
CO2
通入过量CO2
C
FeCl2 (FeCl3)溶液
Fe
加入过量Fe粉,充分反应后过滤
D
CO2 (HCl)气体
饱和NaHCO3溶液、浓硫酸
依次通入充分洗气
13.除去下列物质中的杂质(括号中为杂质),采用的试剂和除杂方法错误的是( )
选项
含杂质的物质
试剂
除杂方法
A
甲苯(苯酚)
溴水
过滤
B
C2H4(SO2)
NaOH溶液
洗气
C
C6H5NO2(HNO3)
NaOH溶液
分液
D
C2H2(H2S)
CuSO4溶液
洗气
14.下列物质(括号内为杂质)的除杂试剂(所加试剂均过量)和除杂方法中,能实现除杂目的的是
选项
物质
除杂试剂
除杂方法
A
乙酸乙酯(乙酸)
Na2CO3溶液
分液
B
NH3(NO2)
NaOH溶液
洗气
C
铜粉(氧化铜)
稀硝酸
过滤
D
FeCl2溶液(FeBr2)
氯气、四氯化碳
萃取、分液
15.下列物质的提纯方法中,不能达到目的是
选项
物质(杂质)
方法
A
NaHCO3溶液(Na2CO3)
加足量NaOH溶液
B
CO2(HCl)
通过饱和NaHCO3溶液洗气
C
FeCl3溶液(FeCl2)
通人适量氯气
D
KNO3(NaCl)
重结晶
16.下列各组物质中,X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是( )
选项
A
B
C
D
X
FeCl2溶液
FeCl3溶液
Fe
Na2SO4溶液
Y
FeCl3
CuCl2
Al
Na2CO3
Z
Cl2
Fe
NaOH溶液
BaCl2溶液
17.下列除去杂质的方法,不能实现目的的是( )
选项
物质(杂质)
方法
A
NaHCO3(Na2CO3)
通入CO2
B
FeCl3(FeCl2)
通入Cl2
C
CO2(SO2)
通过饱和NaHCO3溶液
D
CH4(乙烯)
通过酸性高锰酸钾溶液
18.下表为各物质中所含有的少量杂质,以及除去这些杂质应选用的试剂或操作方法。
序号
物质
杂质
除杂质应选用的试剂或操作方法
①
KNO3
KCl
形成热的浓溶液,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥
②
FeSO4溶液
CuSO4
加入过量铁粉,并过滤
③
CO2
CO
通过灼热的CuO
④
NaHCO3溶液
NaCO3
通入足量的CO2
正确的一组为( )
A.①②③④ B.③④ C.②③④ D.①②③
19.物质中少量杂质(括号内为杂质)的检验、除杂方法或试剂都正确的是
选项
物质及其杂质
检验
除杂
A
溶液
饱和溶液
B
溶液
酸性溶液
过量
C
溶液
澄清石灰水
适量溶液
D
晶体
焰色试验
冷却结晶
20.实验室探究二氧化碳与锌粉反应是否有一氧化碳生成。利用下列装置进行相关实验(已知题设下CO、H2与银氨溶液反应都生成黑色沉淀)。其中方案设计不合理的是( )
A.制CO2 B.除杂、干燥
C.CO2与锌粉反应 D.检查CO
21.下列除去物质中少量杂质的方法错误的是( )
选项
物质
杂质
除去杂质的方法
A
Cl2
HCl
将气体通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶
B
NaCl溶液
CaCl2
加入适量Na2CO3溶液,过滤
C
Na2O2粉末
Na2O
将混合物在氧气中加热
D
Na2CO3固体
NaHCO3固体
将固体混合物加热至恒重
22.下列实验方案中,能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验方案
A
除去中混有的
将气体通入饱和溶液中洗气
B
检验绿矾晶体是否已变质
将绿矾样品溶于稀后,滴加溶液,观察溶液是否变红
C
检验在溶液中是否发生水解
将与溶液共热,冷却后,取出上层水溶液,加入溶液,观察是否产生白色沉淀
D
从碘水中提取
将碘水与苯混合充分振荡、静置后,下层液体从分液漏斗下端管口放出,关闭活塞,换一个接收容器,继续从分液漏斗下端管口放出上层液体
23.以硅藻土为载体的五氧化二钢)是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收既避免污染环境又有利于资源综合利用,废钒催化剂的主要成分为、、、、、,下图为废钒催化剂回收工艺路线,其中“离子交换”和“洗脱”过程可简单表示为(为强碱性阴离子交换树脂):
下列说法错误的是( )
A.“酸浸”时转化为,反应的离子方程式为
B.“废渣1”的主要成分是SiO2
C.“氧化”中欲使3mol的变为,则需要氧化剂至少为0.5mol
D.为了提高洗脱效率,淋洗液应该呈酸性
24.除去下列物质中的杂质(括号中为杂质),采用的试剂和除杂方法正确的是
选项
含杂质的物质
试剂
除杂方法
A
C2H2(H2S)
溴水
洗气
B
乙酸乙酯(乙酸)
乙醇
萃取
C
苯(苯酚)
溴水
过滤
D
乙醇(水)
生石灰
蒸馏
25.以下实验设计能达到实验目的的是
选项
化合物成分(括号内为杂质)
除杂方法
A
SO2(HCl)
将气体通入饱和食盐水溶液
B
CuCl2溶液(FeCl3)
加入过量CuO或Cu2(OH)2CO3静置后过滤
C
乙酸乙酯(乙酸)
加入饱和NaOH溶液,振荡后静置分液
D
NaCl溶液(KI)
滴加新制氯水后,用CCl4萃取
26.某企业以辉铜矿为原料生产碱式碳酸铜,工艺流程如图所示:
已知:Cu(OH)2溶于氨水形成[Cu(NH3)4]2+,根据以上流程,下列说法错误的是( )
A.煅烧生成的气体X为
B.为实现溶液C到溶液D的转化,加入过量的NH3•H2O后过滤即可
C.蒸氨过程总反应方程式为[Cu(NH3)4]Cl2+H2OCuO+2HCl↑+4NH3↑
D.溶液E与碳酸钠的混合比例及方式(加入顺序)不影响产品成分
27.下列选用的试剂和方法能达到相应实验目的的是
实验目的
试剂
方法
A
除去溶液中的KOH
溶液
过滤
B
除去乙醇中微量的食盐
—
蒸馏
C
除去乙酸乙酯中的乙酸
NaOH溶液
分液
D
除去乙烷中的乙稀
酸性溶液
洗气
28.Na2MoO4是一种新型阻燃剂和水处理剂。从一种含钼(Mo)的废弃催化剂(主要成分为MoO3、Al2O3、Fe2O3等)中可回收Na2MoO4。其工艺流程如图所示:
已知MoO3、Al2O3与SiO2相似,均能在高温下与Na2CO3发生类似反应。下列说法错误的是( )
A.焙烧时发生的反应之一:Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑
B.滤渣a中主要成分为Fe2O3
C.步骤③中硫酸溶液需过量
D.由步骤④可知Na2MoO4溶解度随温度变化较小
29.用括号中注明的方法分离下列各组混合物,其中正确的是( )
A.碘的四氯化碳溶液(分液) B.氢氧化铁胶体和水(过滤)
C.和(溶解过滤,再蒸发结晶) D.氮气和氧气(蒸馏)
30.用切割的废铁屑(主要成分为 Fe,少量 FeO、Fe2O3、油污、沙土)制备超顺磁性(平均直径 25 nm)纳米Fe3O4 的流程示意图如图:
下列叙述中正确的是( )
A.可用 Na2CO3 溶液、乙醇、乙酸等对废铁屑进行预处理
B.步骤④中的 H2O2 作还原剂
C.步骤⑤发生的反应方程式为 Fe2++2FeOOH=Fe3O4+2H+
D.纳米Fe3O4 均匀分散到水中形成的混合物能发生丁达尔效应
31.过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂。某兴趣小组制备过碳酸钠的实验方案如下:
已知:2Na2CO3 (aq)+3H2O2 (aq)2Na2CO3·3H2O2(s) △H<0;50℃时2Na2CO3·3H2O2(s)开始分解,下列说法错误的是
A.步骤①的关键是控制温度,可通过缓慢滴加H2O2溶液或冷水浴调节
B.向滤液X中加入适量NaC1固体或无水乙醇,均可析出过碳酸钠
C.步骤③洗涤时选用无水乙醇洗涤,可除去水分、利于干燥
D.利用过碳酸钠净化水,可除去水中悬浮的杂质
32.表中所采取的分离方法与对应原理都正确的是( )
选项
目的
分离方法
原理
A
除去KNO3中混有的NaCl
重结晶
NaCl在水中的溶解度很大
B
除去铁粉中混有的铝粉
过量NaOH,过滤
铝能与NaOH溶液反应,铁不能
C
除去SO2中HCl
饱和碳酸氢钠溶液,洗气
NaHCO3能与HCl反应,SO2不能
D
分离溶于水中的溴
裂化汽油,萃取
溴在裂化汽油中的溶解度更大
33.除去下列物质中所含少量杂质(括号内为杂质),所选用的试剂和分离方法能达到实验目的的是
选项
混合物
试剂
分离方法
A
CO2(CO)
O2
点燃
B
乙烷(乙烯)
KMnO4(H+)溶液
洗气
C
FeCl2(FeCl3)
Cu
过滤
D
乙烯(H2S)
硫酸铜溶液
洗气
34.我国电池的年市场消费量约为80亿只,其中70%是锌锰干电池,某工艺利用软锰矿(主要成分MnO2,含少量A12O3和SiO2)和闪锌矿(主要成分是ZnS,含少量FeS、CuS、CdS)为原料制备MnO2和Zn,其流程如下:
已知:I.矿石中所有金属元素均以离子形式进入滤液A中。
II.各种金属离子完全沉淀的pH如下表:
Zn2+
Mn2+
Fe2+
Fe3+|
Al3+
pH
8.0
10.1
9.0
3.2
4.7
下列说法中不正确的是
A.滤渣A主要成分:S和SiO2
B.适量金属锌是为了回收金属Cu和Cd
C.步骤③中,加入物质X可以是MnO2,调pH:4.7≤pH<8.0
D.上述流程中,可以循环使用的物质有H2SO4
35.下列实验能达到目的的是
实验目的
实验方法
A
证明甲苯中的甲基活化了苯环
分别取甲苯和苯与酸性高锰酸钾反应,观察使酸性高锰酸钾溶液褪色的情况
B
证明Ag+能将 Fe2+氧化为 Fe3+
取少量 Fe(NO3)2 溶液,加入几滴 KSCN;再加入几滴AgNO3 溶液(pH=5),观察加入 AgNO3 溶液前后的颜色变化
C
除去CuSO4 溶液中的少量 Fe2+、Fe3+
先加入少量 H2O2,再加入 CuO 调节溶液 pH,过滤,分离
D
检验 CH3CH2Br 消去反应的产物乙烯
将产物气体直接通入酸性 KMnO4 溶液
一、物质的分离与提纯
1.物质的分离与提纯的区别和联系
(1)二者的目的不同,但所遵循的原则与实验操作却非常相似。物质的分离是将混合物中的各组分分别分离出来,要保持各组分的化学组成和物理状态;物质的提纯是净化混合物中的主体物质,不必考虑提纯后杂质的化学组成和物理状态。
(2)二者都是依据混合物中各物质不同的物理性质和化学性质来设计方案,即原理相同。提纯过程包含分离过程,只是杂质部分通常舍弃。
2.分离与提纯遵循的原则
(1)“四原则”
一是不增加新的杂质;二是不减少被提纯物质;三是被提纯物质与杂质易分离;四是被提纯物质易复原。
(2)“三必须”
一是除杂试剂必须过量;二是过量试剂必须除尽;三是除杂途径必须最佳。
3.物质的分离与提纯的基本方法
(1)物理方法
方法、装置
适用范围
操作要点
过滤法
固(不溶)-液分离,如除去粗盐中的泥沙
①滤纸用水润湿后紧贴漏斗壁,滤纸边缘低于漏斗口上沿;玻璃棒靠在三层滤纸处;过滤时加入漏斗的溶液液面低于滤纸边缘,即“一贴二低三靠”;
②过滤时,烧杯嘴与玻璃棒接触,漏斗嘴紧靠烧杯内壁;
③洗涤时,蒸馏水面高于沉淀,通常浸洗三次
蒸发结晶法
利用物质在同一溶剂中溶解度不同,进行固-固(均溶)分离
①蒸发皿可直接加热,固定在铁架台的铁环上;
②加热时用玻璃棒不断搅动,防止液体溅出,蒸发皿出现较多固体时停止加热,利用余热将溶液蒸干
蒸馏法
分离沸点不同的液体混合物,如从石油中分离出各馏分
①蒸馏烧瓶加热要垫石棉网,温度计水银球放在烧瓶支管口附近;
②冷凝管横放时应“头高尾低”,保证冷凝液自然流下,冷却水流向与蒸气相反;
③蒸馏烧瓶中要放入沸石或碎瓷片以防暴沸
萃取分液法
将两种互不相溶的液体分开
①将溶液注入分液漏斗中,溶液总量不超过其容积的,两手握住分液漏斗倒转并反复用力振荡;
②把分液漏斗放在铁架台的铁圈中静置、分层;
③打开上口塞子,旋开下部的活塞,使下层液体流出
洗气法
气-气分离法(杂质气体在试剂中溶解或与试剂反应)
将混合气体通入洗气瓶,导气管“长”进“短”出
渗析法
用半透膜使离子或小分子从胶体中分离出来,如用渗析的方法除去淀粉胶体中的NaCl溶液
将要提纯的胶体装入半透膜中,将半透膜袋系好,浸入蒸馏水中,渗析的时间要充分
升华法
分离易升华与不易升华的物质
应与物质的分解变化区分
盐析法
将胶体从混合物中分离出来
①注意无机盐的选择;
②少量盐(如NaCl、Na2SO4等)能促进蛋白质的溶解,重金属盐使蛋白质变性;
③盐析后过滤;
④盐析是物理变化
(2)化学方法
方法
适用条件
加热法
混合物中有热稳定性差的物质时,可直接加热,使热稳定性差的物质分解,如纯碱中混有小苏打
沉淀法
在混合物中加入某种试剂,使其中一种以沉淀的形式分离出去
转化法
不能通过一次反应达到分离的目的时,要先转化为其他物质分离,然后将转化后的物质恢复为原物质
酸碱法
被提纯物质不与酸碱反应,而杂质可与酸碱发生反应,如用NaOH溶液除去铁粉中的铝粉
氧化还原法
①对混合物中混有的还原性杂质,可加入适当的氧化剂将其氧化为被提纯物质
②对混合物中混有的氧化性杂质,可加入适当的还原剂将其还原为被提纯物质
调节pH法
通过加入试剂来调节溶液的pH,使溶液中杂质成分转化为沉淀而分离
电解法
利用电解原理来分离、提纯物质,如电解精炼铜
吸收法
常用于气体的净化和干燥,可根据被提纯气体中所含杂质气体的性质,选择适当的固体或溶液作吸收剂。常用装置是洗气瓶或干燥管(U形管)
4.依据物质的物理性质选择恰当分离(提纯)方法
(1)“固+固”混合物的分离(提纯)
(2)“固+液”混合物的分离(提纯)
(3)“液+液”混合物的分离(提纯)
5.有机物分离提纯的常用方法
(1)分离和提纯有机物的一般原则
根据混合物中各成分的化学性质和物理性质的差异,通过化学或物理方法处理,以达到分离和提纯的目的。
(2)有机物分离和提纯的常用方法
常用方法
目的
主要仪器
实例
分液
分离、提纯互不相溶的液体混合物
分液漏斗
分离硝基苯与水
蒸馏
分离、提纯沸点相差较大的混合溶液
蒸馏烧瓶、冷凝管、接收器
分离乙醛与乙醇
洗气
分离、提纯气体混合物
洗气装置
除去甲烷中的乙烯
过滤
分离不溶性的固体和液体混合物
过滤器
分离硬脂酸与NaCl
渗析
除去胶体中的小分子、离子
半透膜、烧杯
除去淀粉中的NaCl、葡萄糖
二、物质的检验与鉴别
1.物质的检验
根据被检验物质的性质(主要是化学性质,也可以是特殊的物理性质)使被检验物质与加入的试剂产生作用,转变为某种已知物质,或产生某种特殊现象,从而确定被检验物质的成分。
2.物质检验的一般程序与思路
(1)固态物质的检验
(2)无色溶液的检验
(3)气态物质的检验
由于气态物质贮存困难,使用时易扩散,故检验时要尽可能利用其物理性质;若利用化学性质,则尽可能多用试纸。一般按下列顺序进行检验:
3.鉴别的常用方法
鉴别方法
适用范围、原理
物理方法
观察法
观察被鉴别物质的状态、颜色等
嗅试法
判断气体或有挥发性物质的不同气味(有毒气体禁用)
水溶法
观察被鉴别物质在水中的溶解情况
加热法
主要用于易升华的物质
焰色反应法
常用于鉴别金属或金属离子
化学方法
加热法
常用于易分解的物质
显色法
主要用于某些在特定试剂中显示特殊颜色的离子
水溶法
常用于加水后有特殊现象的物质
点燃法
主要用于鉴别有助燃性或可燃性的物质
指定试剂法
主要根据待鉴别物质性质的差异来选择合适试剂
4.有机物鉴别与检验
有机物的种类繁多,含有不同的官能团,具有不同的化学性质,这决定了有机物鉴别的复杂性。对有机物的鉴别可以从以下几个方面进行总结。
(1)根据有机物的溶解性
通常是将有机物加入水中,观察其能否溶于水。用此方法可以鉴别乙酸和乙酸乙酯、乙醇和氯乙烷、甘油和油脂等。
(2)根据液态有机物的密度
观察不溶于水的有机物在水的上层还是下层,从而判断其密度比水的小还是大。用此方法可以鉴别硝基苯和苯、1-氯丁烷和四氯化碳等。
(3)根据有机物的燃烧情况
观察其是否可燃(大部分有机物都可燃,四氯化碳不可燃);燃烧时产生黑烟的多少(可区分乙烷、乙烯和乙炔,聚乙烯和聚苯乙烯等);燃烧时的气味(如识别聚氯乙烯、蛋白质等)。
(4)根据有机物官能团的性质
有机物分子中的官能团决定有机物的性质,有机物的性质反映了其分子中含有的官能团。检验有机物分子中官能团的常用试剂与方法如表所示:
物 质
试剂与方法
现象
不饱和烃
加入溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液
溶液褪色
苯的同系物
加入酸性KMnO4溶液
溶液褪色
卤代烃
与NaOH水溶液混合加热,取水层,用稀硝酸酸化后,加入AgNO3溶液
有沉淀生成,根据沉淀的颜色,确定卤素的种类
醇
加入活泼金属钠;加入乙酸和浓硫酸加热
有气体放出;有果香味物质生成
醛基
加入银氨溶液、水浴加热;加入新制的Cu(OH)2、加热煮沸
有银镜生成;有红色沉淀生成
羧酸
加入紫色石蕊溶液;加入Na2CO3溶液
溶液显红色;有气体产生
酯
闻气味;与NaOH溶液混合、加热
果香味;油层消失
酚类
加入FeCl3溶液;加入溴水
溶液显紫色;产生白色沉淀
淀粉
加入碘水
溶液显蓝色
蛋白质
加入浓硝酸微热(对于含苯基的蛋白质);灼烧
显黄色;有烧焦羽毛的气味
5.阳离子的检验
(1)阳离子检验思路
根据题目要求,若是检验阳离子则选择最为灵敏的试剂和方法,若是离子检验和推断相结合的题目,则可能会涉及多种检验方法。
(2)注意一些金属离子(Cu2+、Fe2+、Fe3+)在水溶液中的颜色。
(3)注意一些离子之间的相互干扰以及排除干扰因素的方法,如Fe2+的检验需首先加入KSCN溶液排除Fe3+的干扰等。
(4)常见阳离子的检验
离子
检验试剂
主要实验现象
Ba2+
稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液
先加稀盐酸,不产生沉淀,然后加稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液生成白色沉淀
Mg2+
NaOH溶液
生成白色沉淀,NaOH过量时沉淀不溶解
Al3+
NaOH溶液或氨水
加氨水或适量NaOH溶液,有絮状白色沉淀生成,沉淀能溶于NaOH溶液,但不溶于氨水
Fe3+
(黄色)
NaOH溶液
生成红褐色沉淀
KSCN溶液
溶液呈红色
Fe2+
(浅绿色)
NaOH溶液
加NaOH溶液生成白色沉淀,在空气中迅速变为灰绿色,最后变为红褐色
KSCN溶液,新制氯水
加KSCN溶液,无明显现象,加新制氯水后溶液呈红色
H+
紫色石蕊溶液
变红色
甲基橙溶液
变红色
pH试纸
变红色
锌粒
生成无色气体
Cu2+
(蓝色)
NaOH溶液
加NaOH溶液,有蓝色沉淀生成,若加热则沉淀变黑
H2S(或Na2S溶液)
生成黑色沉淀
Ag+
稀盐酸或氯化物溶液,稀硝酸
生成白色沉淀,不溶于稀硝酸
NaOH溶液
加NaOH溶液,加热并用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,试纸变蓝
Na+
焰色反应
火焰呈黄色
K+
火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃片)
6.常见阴离子的检验
离子
检验试剂或方法
实验现象
OH‒
①取少量试液于试管中,向其中滴加紫色石蕊溶液(或酚酞试液);
②用玻璃棒蘸取少量试液滴于红色石蕊试纸上
①紫色石蕊溶液变蓝(或酚酞试液变红);
②红色石蕊试纸变蓝
Cl‒
取少量试液于试管中,向其中滴加少量AgNO3溶液,再加入稀硝酸
生成白色沉淀,且不溶于稀硝酸
Br‒
取少量试液于试管中,向其中滴加少量AgNO3溶液,再加入稀硝酸
生成浅黄色沉淀,且不溶于稀硝酸
I‒
①取少量试液于试管中,向其中滴加少量AgNO3溶液,再加入稀硝酸;
②滴入淀粉溶液后再滴入氯水
①生成黄色沉淀,且不溶于稀硝酸;
②溶液显蓝色
氯化钡溶液、稀硝酸
生成白色沉淀,加稀硝酸后白色沉淀溶解,产生无色无味气体
氯化钡溶液、稀盐酸
不生成沉淀,加稀盐酸,产生无色无味气体
氯化钡溶液、盐酸、品红溶液
先生成白色沉淀,加盐酸后白色沉淀溶解,将生成的气体通入品红溶液中,溶液褪色
取少量试液于试管中,向其中加入足量稀盐酸后,再加入BaCl2溶液
加入盐酸不产生沉淀,加入BaCl2溶液后生成白色沉淀
加热浓缩溶液,加入浓硫酸和铜片
有红棕色的气体产生,溶液变蓝色
S2‒
①稀硫酸或盐酸;
②Pb(NO3)2溶液、稀硝酸
①生成无色有臭鸡蛋气味的气体;
②生成黑色沉淀,且不溶于稀硝酸
7.常见气体的检验
待检物
检验方法
注意事项
O2
使带火星的木条复燃
H2
纯净的H2在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,混入空气后点燃有爆鸣声
CH4、CO等在空气中燃烧也发出淡蓝色火焰,且产物能使澄清石灰水变浑浊
SO2
无色,有刺激性气味;能使品红溶液褪色,
加热后恢复红色;能使酸性KMnO4溶液褪色;能使溴水褪色;能使澄清石灰水变浑浊
CO2也能使澄清石灰水变浑浊,应注意区别;SO2的漂白原理与新制氯水的漂白原理不同
CO2
能使澄清石灰水变浑浊,能使燃着的木条熄灭
SO2也能使澄清石灰水变浑浊,N2也能使燃着的木条熄灭,应注意区别
NO
无色气体,接触空气时立即变为红棕色
Cl2
黄绿色,有刺激性气味,能使湿润的淀粉-碘化钾试纸变蓝
Cl2有毒,注意闻气味的方法
NO2
红棕色,有刺激性气味,通入水中生成无色溶液并产生无色气体,水溶液显酸性
NO2的颜色与溴蒸气相近,NO2溶于AgNO3溶液无沉淀生成,而溴蒸气溶于AgNO3溶液有淡黄色沉淀生成
HCl
无色,有刺激性气味,在潮湿的空气中形成白雾;用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟;通入AgNO3溶液时有白色沉淀生成
HCl极易溶于水,做相关实验时应防倒吸
NH3
无色,有刺激性气味,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时冒白烟
NH3极易溶于水,做相关实验时应防倒吸
(1)气体验满和检验操作
①氧气验满:将带火星的木条平放在集气瓶口,若木条复燃,则说明收集的氧气已满。
②可燃性气体(如氢气)的验纯方法:用排水法收集一小试管的气体,将大拇指摁住管口移近火焰,放开手指,若听到尖锐的爆鸣声,则气体不纯;若听到轻微的“噗”的一声,则气体纯净。
③二氧化碳验满:将燃着的木条平放在集气瓶口,若火焰熄灭,则气体已满。
④氨气验满:用湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口,若试纸变蓝说明气体已满。
⑤氯气验满:用湿润的淀粉碘化钾试纸放在集气瓶口,若试纸变蓝说明气体已满。
(2)萃取分液操作
关闭分液漏斗活塞,将混合液倒入分液漏斗中,塞上塞子,用右手心顶住塞子,左手握住活塞部分,将分液漏斗倒置,充分振荡、静置、分层,在漏斗下面放一个小烧杯,先打开上口塞子再打开分液漏斗活塞,使下层液体从下口沿烧杯壁流下,上层液体从上口倒出。
(3)从某物质稀溶液中结晶的实验操作
①溶解度受温度影响较小的:蒸发→结晶→过滤。
②溶解度受温度影响较大或带结晶水的:蒸发浓缩→冷却结晶→过滤。
(4)粗盐的提纯
①实验室提纯粗盐的实验操作依次为取样、溶解、沉淀、过滤、蒸发结晶、过滤、烘干。
②若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度分析,可能的原因是过滤时漏斗中液面高出滤纸边缘、玻璃棒靠在单层滤纸一边弄破滤纸。
如图所示的装置可用于收集气体并验证气体的某些化学性质,你认为正确的是
选项
气体
试剂
现象
结论
A
NH3
酚酞溶液
溶液变红色
NH3·H2O显碱性
B
X
澄清石灰水
溶液变浑浊
X是CO2
C
SO2
碘的淀粉溶液
溶液蓝色褪去
SO2有还原性
D
Cl2
紫色石蕊试液
溶液先变红后褪色
Cl2有酸性和漂白性
【答案】C
【解析】A项,NH3的密度小于空气的,应用向下排空气法收集,错误;B项,该气体X可以是CO2或SO2,错误;C项,SO2与碘发生氧化还原反应:SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI,说明SO2有还原性,正确;D项,Cl2与水反应的产物具有漂白性和酸性,错误。
【备注】“万能瓶”装置的多种用途
如图所示,
①洗气瓶:A进B出,如用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl。②集气瓶:排液法收集,广口瓶中盛满液体,B进A出,如Cl2可用排饱和食盐水法收集;排气法收集,若A进B出,可收集密度比空气大的气体,如CO2,若B进A出,可收集密度比空气小的气体,如H2。③安全瓶:在气体的制备与性质验证实验中连接该装置(瓶中不盛放任何物质),可有效地防止倒吸,起到安全瓶的作用(此时广口瓶中A管的长度与B管的相同)。④量气瓶:广口瓶中装满水或其他液体,利用气排液的原理,测量不溶于水或其他液体的气体体积,气体B进A出。
1.下列实验中,采取的方法正确的是
选项
实验目的
实验方法
A
除去Fe(OH)3胶体中的NaCl
渗析
B
除去NaHCO3固体中的Na2CO3
将固体加热至恒重
C
除去HNO3中混有的H2SO4
加入适量的BaCl2溶液,过滤
D
除去CO2中的SO2
通过盛有饱和Na2CO3溶液的洗气瓶
2.除去下列物质中的杂质(括号内是杂质),所用的方法正确的是( )
选项
物质(杂质)
方法
A
加热
B
通过溶液
C
溶液
加入粉
D
通入、高温加热
3.下列除去杂质的方法(括号里为少量杂质)中,所用试剂或操作不正确的是( )
A.BaSO4 (BaCO3):加入足量盐酸,充分反应,过滤、洗涤、干燥
B.Fe2O3 (Al2O3):加入足量NaOH溶液,充分反应,过滤、洗涤、干燥
C.CO2 (HCl):将气体通过盛有饱和Na2CO3溶液的洗气瓶
D.CaO(CaCO3):高温煅烧至恒重
4.下列除去杂质的方法不正确的是
A.镁粉中混有少量铝粉:加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥
B.用过量氨水除去Fe3+溶液中的少量Al3+
C.除去Na2CO3固体中少量NaHCO3置于坩埚中加热
D.FeCl2溶液中混有少量FeCl3:加入足量铁粉充分反应后过滤
5.下列试剂中混有的杂质,其除杂试剂和分离操作都正确的是( )
编号
主要成分
杂质
除杂试剂
分离操作
A
铜粉
铁粉
FeCl3溶液
过滤
B
SO2
HCl
饱和NaHCO3
洗气
C
Na2SO4
Na2SO3
双氧水
结晶
D
NaBr
NaI
氯水
分液
6.除去下列物质中的杂质(括号内为杂质),所选用试剂及操作方法不正确的是( )
选项
待提纯的物质
选用的试剂
操作方法
A
Fe(OH)3[Fe(OH)2]
氧气
在空气中灼烧
B
NaCl(Na2CO3)
稀盐酸
加入过量的稀盐酸,蒸发结晶
C
铁粉(铝粉)
NaOH溶液
加入过量NaOH溶液并过滤、洗涤、干燥
D
FeCl2溶液(FeCl3)
铁粉
加入过量铁粉后过滤
7.下列除杂过程中,所选用的试剂和操作方法正确的是( )
选项
物质
杂质(少量)
试剂和操作方法
A
硫酸亚铁溶液
硫酸铁
加入过量的铁粉后过滤
B
氯化钾固体
氯酸钾
加入二氧化锰并加热
C
氯化氢
二氧化碳
通过饱和NaHCO3溶液
D
硝酸钠溶液
硝酸钡溶液
加入适量的硫酸钾溶液后过滤
8.用下列实验装置(部分夹持装置略去)进行相应的实验,能达到实验目的的是( )
A.用装置甲检验氯化铵受热分解生成的两种气体
B.用装置乙加热熔融的纯碱固体
C.用装置丙提纯胶体
D.用装置丁可分离苯(沸点80.1℃)和溴苯(沸点156.2℃)
9.下列除杂试剂的选择及除杂操作均正确的是( )
选项
括号内为杂质
除杂试剂
除杂操作
A
Al(Fe)粉
NaOH溶液
加入过量的NaOH溶液,充分反应后过滤
B
CO2(CO)
O2
点燃
C
FeCl3溶液(FeCl2)
Fe粉
加入过量,充分反应后过滤
D
NaHCO3溶液(Na2CO3)
CO2
通入过量的CO2
10.除去下列物质中的杂质(括号内为杂质),所选用试剂及操作方法不正确的是
选项
待提纯的物质
选用的试剂
操作方法
A
Fe(OH)3[Fe(OH)2]
氧气
在空气中灼烧
B
NaCl(Na2CO3)
稀盐酸
加入过量的稀盐酸,蒸发结晶
C
铁粉(铝粉)
NaOH溶液
加入过量NaOH溶液并过滤
D
FeSO4溶液(CuSO4)
铁粉
加入过量铁粉后过滤
11.利用图中实验装置进行的相应实验,能达到实验目的的是( )
A.利用图1装置可从胆矾晶体中获得无水硫酸铜
B.利用图2装置可分离石油,得到汽油、煤油和柴油等各种馏分
C.利用图3装置可分离CH3CH2OH和CH3COOC2H5混合液
D.利用图4装置可进行酸碱中和滴定
12.下列除杂试剂的选择或除杂操作不正确的是( )
选项
物质
除杂试剂
除杂操作
A
Cu(Fe)固体
盐酸
加入过量盐酸并过滤
B
Na2CO3 (NaHCO3)溶液
CO2
通入过量CO2
C
FeCl2 (FeCl3)溶液
Fe
加入过量Fe粉,充分反应后过滤
D
CO2 (HCl)气体
饱和NaHCO3溶液、浓硫酸
依次通入充分洗气
13.除去下列物质中的杂质(括号中为杂质),采用的试剂和除杂方法错误的是( )
选项
含杂质的物质
试剂
除杂方法
A
甲苯(苯酚)
溴水
过滤
B
C2H4(SO2)
NaOH溶液
洗气
C
C6H5NO2(HNO3)
NaOH溶液
分液
D
C2H2(H2S)
CuSO4溶液
洗气
14.下列物质(括号内为杂质)的除杂试剂(所加试剂均过量)和除杂方法中,能实现除杂目的的是
选项
物质
除杂试剂
除杂方法
A
乙酸乙酯(乙酸)
Na2CO3溶液
分液
B
NH3(NO2)
NaOH溶液
洗气
C
铜粉(氧化铜)
稀硝酸
过滤
D
FeCl2溶液(FeBr2)
氯气、四氯化碳
萃取、分液
15.下列物质的提纯方法中,不能达到目的是
选项
物质(杂质)
方法
A
NaHCO3溶液(Na2CO3)
加足量NaOH溶液
B
CO2(HCl)
通过饱和NaHCO3溶液洗气
C
FeCl3溶液(FeCl2)
通人适量氯气
D
KNO3(NaCl)
重结晶
16.下列各组物质中,X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是( )
选项
A
B
C
D
X
FeCl2溶液
FeCl3溶液
Fe
Na2SO4溶液
Y
FeCl3
CuCl2
Al
Na2CO3
Z
Cl2
Fe
NaOH溶液
BaCl2溶液
17.下列除去杂质的方法,不能实现目的的是( )
选项
物质(杂质)
方法
A
NaHCO3(Na2CO3)
通入CO2
B
FeCl3(FeCl2)
通入Cl2
C
CO2(SO2)
通过饱和NaHCO3溶液
D
CH4(乙烯)
通过酸性高锰酸钾溶液
18.下表为各物质中所含有的少量杂质,以及除去这些杂质应选用的试剂或操作方法。
序号
物质
杂质
除杂质应选用的试剂或操作方法
①
KNO3
KCl
形成热的浓溶液,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥
②
FeSO4溶液
CuSO4
加入过量铁粉,并过滤
③
CO2
CO
通过灼热的CuO
④
NaHCO3溶液
NaCO3
通入足量的CO2
正确的一组为( )
A.①②③④ B.③④ C.②③④ D.①②③
19.物质中少量杂质(括号内为杂质)的检验、除杂方法或试剂都正确的是
选项
物质及其杂质
检验
除杂
A
溶液
饱和溶液
B
溶液
酸性溶液
过量
C
溶液
澄清石灰水
适量溶液
D
晶体
焰色试验
冷却结晶
20.实验室探究二氧化碳与锌粉反应是否有一氧化碳生成。利用下列装置进行相关实验(已知题设下CO、H2与银氨溶液反应都生成黑色沉淀)。其中方案设计不合理的是( )
A.制CO2 B.除杂、干燥
C.CO2与锌粉反应 D.检查CO
21.下列除去物质中少量杂质的方法错误的是( )
选项
物质
杂质
除去杂质的方法
A
Cl2
HCl
将气体通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶
B
NaCl溶液
CaCl2
加入适量Na2CO3溶液,过滤
C
Na2O2粉末
Na2O
将混合物在氧气中加热
D
Na2CO3固体
NaHCO3固体
将固体混合物加热至恒重
22.下列实验方案中,能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验方案
A
除去中混有的
将气体通入饱和溶液中洗气
B
检验绿矾晶体是否已变质
将绿矾样品溶于稀后,滴加溶液,观察溶液是否变红
C
检验在溶液中是否发生水解
将与溶液共热,冷却后,取出上层水溶液,加入溶液,观察是否产生白色沉淀
D
从碘水中提取
将碘水与苯混合充分振荡、静置后,下层液体从分液漏斗下端管口放出,关闭活塞,换一个接收容器,继续从分液漏斗下端管口放出上层液体
23.以硅藻土为载体的五氧化二钢)是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收既避免污染环境又有利于资源综合利用,废钒催化剂的主要成分为、、、、、,下图为废钒催化剂回收工艺路线,其中“离子交换”和“洗脱”过程可简单表示为(为强碱性阴离子交换树脂):
下列说法错误的是( )
A.“酸浸”时转化为,反应的离子方程式为
B.“废渣1”的主要成分是SiO2
C.“氧化”中欲使3mol的变为,则需要氧化剂至少为0.5mol
D.为了提高洗脱效率,淋洗液应该呈酸性
24.除去下列物质中的杂质(括号中为杂质),采用的试剂和除杂方法正确的是
选项
含杂质的物质
试剂
除杂方法
A
C2H2(H2S)
溴水
洗气
B
乙酸乙酯(乙酸)
乙醇
萃取
C
苯(苯酚)
溴水
过滤
D
乙醇(水)
生石灰
蒸馏
25.以下实验设计能达到实验目的的是
选项
化合物成分(括号内为杂质)
除杂方法
A
SO2(HCl)
将气体通入饱和食盐水溶液
B
CuCl2溶液(FeCl3)
加入过量CuO或Cu2(OH)2CO3静置后过滤
C
乙酸乙酯(乙酸)
加入饱和NaOH溶液,振荡后静置分液
D
NaCl溶液(KI)
滴加新制氯水后,用CCl4萃取
26.某企业以辉铜矿为原料生产碱式碳酸铜,工艺流程如图所示:
已知:Cu(OH)2溶于氨水形成[Cu(NH3)4]2+,根据以上流程,下列说法错误的是( )
A.煅烧生成的气体X为
B.为实现溶液C到溶液D的转化,加入过量的NH3•H2O后过滤即可
C.蒸氨过程总反应方程式为[Cu(NH3)4]Cl2+H2OCuO+2HCl↑+4NH3↑
D.溶液E与碳酸钠的混合比例及方式(加入顺序)不影响产品成分
27.下列选用的试剂和方法能达到相应实验目的的是
实验目的
试剂
方法
A
除去溶液中的KOH
溶液
过滤
B
除去乙醇中微量的食盐
—
蒸馏
C
除去乙酸乙酯中的乙酸
NaOH溶液
分液
D
除去乙烷中的乙稀
酸性溶液
洗气
28.Na2MoO4是一种新型阻燃剂和水处理剂。从一种含钼(Mo)的废弃催化剂(主要成分为MoO3、Al2O3、Fe2O3等)中可回收Na2MoO4。其工艺流程如图所示:
已知MoO3、Al2O3与SiO2相似,均能在高温下与Na2CO3发生类似反应。下列说法错误的是( )
A.焙烧时发生的反应之一:Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑
B.滤渣a中主要成分为Fe2O3
C.步骤③中硫酸溶液需过量
D.由步骤④可知Na2MoO4溶解度随温度变化较小
29.用括号中注明的方法分离下列各组混合物,其中正确的是( )
A.碘的四氯化碳溶液(分液) B.氢氧化铁胶体和水(过滤)
C.和(溶解过滤,再蒸发结晶) D.氮气和氧气(蒸馏)
30.用切割的废铁屑(主要成分为 Fe,少量 FeO、Fe2O3、油污、沙土)制备超顺磁性(平均直径 25 nm)纳米Fe3O4 的流程示意图如图:
下列叙述中正确的是( )
A.可用 Na2CO3 溶液、乙醇、乙酸等对废铁屑进行预处理
B.步骤④中的 H2O2 作还原剂
C.步骤⑤发生的反应方程式为 Fe2++2FeOOH=Fe3O4+2H+
D.纳米Fe3O4 均匀分散到水中形成的混合物能发生丁达尔效应
31.过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂。某兴趣小组制备过碳酸钠的实验方案如下:
已知:2Na2CO3 (aq)+3H2O2 (aq)2Na2CO3·3H2O2(s) △H<0;50℃时2Na2CO3·3H2O2(s)开始分解,下列说法错误的是
A.步骤①的关键是控制温度,可通过缓慢滴加H2O2溶液或冷水浴调节
B.向滤液X中加入适量NaC1固体或无水乙醇,均可析出过碳酸钠
C.步骤③洗涤时选用无水乙醇洗涤,可除去水分、利于干燥
D.利用过碳酸钠净化水,可除去水中悬浮的杂质
32.表中所采取的分离方法与对应原理都正确的是( )
选项
目的
分离方法
原理
A
除去KNO3中混有的NaCl
重结晶
NaCl在水中的溶解度很大
B
除去铁粉中混有的铝粉
过量NaOH,过滤
铝能与NaOH溶液反应,铁不能
C
除去SO2中HCl
饱和碳酸氢钠溶液,洗气
NaHCO3能与HCl反应,SO2不能
D
分离溶于水中的溴
裂化汽油,萃取
溴在裂化汽油中的溶解度更大
33.除去下列物质中所含少量杂质(括号内为杂质),所选用的试剂和分离方法能达到实验目的的是
选项
混合物
试剂
分离方法
A
CO2(CO)
O2
点燃
B
乙烷(乙烯)
KMnO4(H+)溶液
洗气
C
FeCl2(FeCl3)
Cu
过滤
D
乙烯(H2S)
硫酸铜溶液
洗气
34.我国电池的年市场消费量约为80亿只,其中70%是锌锰干电池,某工艺利用软锰矿(主要成分MnO2,含少量A12O3和SiO2)和闪锌矿(主要成分是ZnS,含少量FeS、CuS、CdS)为原料制备MnO2和Zn,其流程如下:
已知:I.矿石中所有金属元素均以离子形式进入滤液A中。
II.各种金属离子完全沉淀的pH如下表:
Zn2+
Mn2+
Fe2+
Fe3+|
Al3+
pH
8.0
10.1
9.0
3.2
4.7
下列说法中不正确的是
A.滤渣A主要成分:S和SiO2
B.适量金属锌是为了回收金属Cu和Cd
C.步骤③中,加入物质X可以是MnO2,调pH:4.7≤pH<8.0
D.上述流程中,可以循环使用的物质有H2SO4
35.下列实验能达到目的的是
实验目的
实验方法
A
证明甲苯中的甲基活化了苯环
分别取甲苯和苯与酸性高锰酸钾反应,观察使酸性高锰酸钾溶液褪色的情况
B
证明Ag+能将 Fe2+氧化为 Fe3+
取少量 Fe(NO3)2 溶液,加入几滴 KSCN;再加入几滴AgNO3 溶液(pH=5),观察加入 AgNO3 溶液前后的颜色变化
C
除去CuSO4 溶液中的少量 Fe2+、Fe3+
先加入少量 H2O2,再加入 CuO 调节溶液 pH,过滤,分离
D
检验 CH3CH2Br 消去反应的产物乙烯
将产物气体直接通入酸性 KMnO4 溶液
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